Смесь для модифицирования и легирования железоуглеродных сплавов

Смесь для модифицирования и легирования железоуглеродных сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к литейному производству. Целью изобретения является повышение термостойкости и пластичности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик. Смесь для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов содержит, мас.%: шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур 80-90; отходы производства сверхпроводников 10-20. При этом шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур содержит , мас.%: окись кальция 40-45; окись алюминия 40-45; окислы редкоземельных металлов 5-7; двуокись кремния 3-9. Отходы производства сверхпроводников содержат, мас.%: ниобий 25-30; титан 25-30; медь 40-50. Применение смеси позволяет при высоком уровне прочности металла eg 775-795 МПа увеличить его термостойкость и относительное удлинение на 40%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COLlHAËÈCTÈ×ÅÑÊÈХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1973 А1 (511 4 С 21 С 1/00

IC=." " -. "ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4074422/31-02 (22) 28.04.86 (46) 07.02.88. Бюл. и 5 (71) Днепропетровский металлургический институт им. JI.È. Брежнева (72) Е.В. Колотило, Л.Х. Иванова, И.И. Ануфриев, Ж.И. Безбах и П.С. Разумный (53) 669.18.046.558(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ((- 891787, кл. С 21 С 5/54, С 21 С 1/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1331895, кл. С 21 С 1/10, 05.03.86. (54) СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАЦИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к литейному производству. Целью изобретения является повышение термостойкости и пластичности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик. Смесь для модифицирования и легирования желеэоуглеродистых сплавов содержит, мас.7: шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур 80-90; отходы производства сверхпроводников 10-20.

При этом шлак алюмотермического производства редкоземельных лигатур содержит, мас.X: окись кальция 40-45; окись алюминия 40-45; окислы редкоземельных металлов 5-7; двуокись кремния 3-9. Отходы производства сверхпроводников содержат, мас.7: ниобий 25-30; титан 25-30; медь

40-50. Применение смеси позволяет при высоком уровне прочности металла 5< =775-795 МПа увеличить его термостойкость и относительное удлинение на 40Х. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1371973

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к литейному производству.

Цель изобретения — повьппение тер5 остойкости и пластичности сплавон

80-90 производства лигатур на основе редкоземельных металлов содержит, мас.7:

Окись кальция 40-45 25

Окись алюминия 40-45

Окислы редкоземельных металлов 5-7

Двуокись кремния 3-9

Отходы производства сверхпроводни- 30 ков содержат, мас.7: ниобий 25-30; титан 25-30; медь 40-50.

При разработке состава смеси для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов исходят иэ следующего. Для достижения поставленной цели необходимо получить ферритоперлитную структуру с равномерно распределенными мелкодисперсными включениями графита. Соотношение феррита и 40 перлита в структуре и получение мелкодисперсных графитных включений достигается модифицированием редкоземельными металлами (ферритиэирующее и диспергирующее действие), а также ле- 45 гированием медью (перлитизирующее действие), понышение термостойкости и степени дисперсности продуктов распада аустенита — за счет легирования титаном и ниобием.

Для получения необходимого высокого уроння физико-механических и специальных свойств чугуна необходимо ввести в расплав компоненты шлака, мас. 7: R,0, О, 2-0, 4; S i0g,О, 12-0, 50;

СаО 1,6-2,5; А1 0> 1,6-2,5; а также

0,2-0,47. меди, 0,15-0,30Х титана и

0,15-0,30Х ниобия. При вводе R 0 и

Si0 менее 0,2 и 0,12%, соответстненпри высоком уровне прочностных характеристик.

Смесь для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов содержит шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов и отходы производстна сверхпроводников при следующем соотношении компонентов, мас. : 15

Шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов

Отходы производства 20 снерхпроводников 10-20

При этом шлак алюмотермического но достичь необходимой степени дисперсности графитных включений не удается, а увеличение этих присадок свыше указанного количества способствует выделению большого количества неметаллических включений, снижающих весь комплекс физико-механических свойств. Для получения в литом состоянии феррито-перлитной структуры с соотношением фаз 1:1 определяют величины присадок СаО, AlqO> и меди.

При присадках СаО, А1 0 и меди вьппе и ниже указанных пределов нарушается соотношение структурных фаз и соответственно падают либо пластические, либо прочностные характеристики чугуна, и цель не достигается.

Установлены оптимальные содержания легирующих компонентов (титана и ниобия), которые должны находиться н расплаве на уровне 0,15-0,307.

Именно при таких содержаниях этих элементов получены максимальные уровни пластических и прочностных характеристик и термостойкости. При содержаниях титана и ниобия вьппе указанного предела наступают погрубление матрицы и снижение уровня свойстн.

Концентрации исследуемых элементов ниже 0,157. не обеспечивают достижения необходимых уровней свойств.

Пример. В промьппленных условиях получают опытные партии редкоземельных шлаков и легирующего компонента, являющиеся соответственно отходами алюмотермического производства редкоземельных лигатур и отходами производства снерхпроводников..

Составы исследованных смесей даны н табл. 1. Величина присадки смеси составляет 57 от массы расплава металла.

В силитовой печи выплавляют чугун, который после достижения необходимой температуры переливают в разогретый заливочный ковш с предварительно загруженными предлагаемой смесью и шлаком. После выдержки счищают шлак и заливают песчано-глинистые формы диаметром 50 мм и нысотой 120 мм. Иэ полученных отливок вырезают образцы для металлографического анализа, для определения термостойкости, относительного удлинения и пределов проч" ности при растяжении. Определение относительного удлинения и предел прочности осуществляют по стандартным методикам. Термостойкость определяют

1371973

5-7

3-9

Таблица 1

Плавка

Шлак аЛюмотермического производства редкоземельных металлов лигатур на основе редкоземельных металлов

Отходы производства сверхпроводников

20

10

25

85

15 по протяженности трещин после 100 термоциклов: нагрев до 650 5 С, охлаждение в воде с температурой 20 1 С.

Химические составы исследованных

5 чугунов и результаты даны в табл. 2.

Применение предлагаемой смеси для модифицирования и легирования позволяет достичь цели: при высоком уровне прочности Ь, 775-795 МПа термостойкость и относительное удлинение увеличиваются на . 407.

Использование предлагаемой смеси для модифицирования и легирования желеэоуглеродистых сплавов позволит 15 повысить их долговечность.

Формула изобретения

1. Смесь для модифицирования и ле- 2р гирования железоуглеродистых сплавов, содержащая шлак и легирующий металлический компонент, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения термостойкости и пластич- 2Б ности сплавов при высоком уровне прочностных характеристик, она в качестве шлака содержит шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов, а 3р в качестве легирующего металлического компонента — отходы производства сверхпроводников при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов 80-90

Отходы производства сверхпроводников 10-20 4р

2. Смесь по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что шлак алюмотермического производства лигатур на основе редкоземельных металлов содержит, мас.Ж:

Окись кальция 40-45

Окись алюминия 40-45

Окислы редкоземельных металлов

Двуокись кремния

3. Смесь по п ° 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что отходы производства сверхпроводников содержат, мас.Ж:

Титан 25-30

Ниобий 25-30

Медь 40-50

Соотношение компонентов смеси, мас.7

1371973

I х

1

Э х л Р.о

Ю

rt х о

> х

Ф о х с

III

I х

Ц о

О л л

I и о х х о а

Q) а5 л Я б Х

1-ах

f(l и

1» и ф о и о

1 о

1»

v Е

o v

Зх л ь

v о и

О л б

o o л л л со сЧ О О о о

O л с 4

a o л сп т л о со о л л л л

o o o o о\ сч л о

Ц

v о х г (7 сч о с0

Ch м л

o o o co о о л сч л л л л

О О Î О ю л л о

О1 л

Ю О Со О о а л о л л л

o o o o л л л

1

I

I с0

Ch л о л л м о о л л л л л л л м м м м о л л м

Ch л м

1 а а : Г.

E

Л с

X о л и е

Х о х х и 5

Ф Я

Р (Ф о о л о х î и

Е

i д о

Ф и а о и

00 <> a — o 0:) л л л л л л с> и о л л -Ф о о о е o o

I c4 л 0 О л со л л О л о о о сч и с 4 ° (4 с 4 л л л л л л

o o o о о о о о л о о сп л л л л л л л л о м м л

-:1 О Ф -:1 .Ф

О 1 О И О Ю 1 л л л л л о и м л б о оi о

10 О с0 о л л I

o o о о л со О со о о со сп о a o л л л л л о о — o

С4 М т Л О л